光電系統設計——方法、實用技術及套用

圖書簡介

《光電系統設計——方法、實用技術及套用》是清華大學出版社出版的一本圖書。

圖書內容

本書基於光學、機械結構、電子、計算機、軟體、控制等方面的綜合一體化思路，系統論述了光電系統設計的方法與實踐。全書共分12章，內容包括光電系統及其設計概要、目標與環境輻射及其工程計算、輻射大氣透過率的工程理論計算、光學系統及其設計、紅外凝視成像系統及其工程技術設計、CCD與CMOS及其套用系統設計、光電微弱信號處理及設計、光電系統作用距離工程理論計算及總體技術設計、太陽能光伏發電及其系統設計、光電系統軟體開發與設計、光電系統結構及模組化設計、光電伺服控制系統及設計。

目錄

第1章光電系統及其設計概要

1．1光電系統的界定、基本組成及設計

1．1．1光電系統的界定

1．1．2光電系統的基本組成

1．1．3設計概述

1．2光電系統的分類及套用

1．2．1光電系統的分類

1．2．2光電系統的套用

1．3光電系統的發展基礎及制約因素

1．3．1光電系統的發展基礎

1．3．2光電技術及系統發展的主要制約因素

1．4光電系統設計思想的轉變

1．5光電系統設計流程與考慮因素

1．5．1光電系統設計流程及結果

1．5．2光電系統設計考慮因素

1．6光電系統總體技術與總體設計

1．6．1光電系統總體技術研究

1．6．2光電系統總體設計

1．6．3光電系統總體最佳化設計

1．7光電系統工程方法

1．7．1技術成熟度與製造成熟度

1．7．2系統工程的核心思想

1．7．3產品開發技術過程

1．7．4產品分析方法

1．7．5產品成熟度快速提升模型

1．8光電產品工程設計控制程式

1．8．1設計輸入控制

1．8．2設計過程控制

1．8．3設計輸出控制

1．8．4設計更改控制

1．8．5技術服務和記錄

1．8．6新產品設計試製進程

1．9光電產品設計圖樣檔案技術要求

1．9．1產品圖樣及設計檔案的完整性

1．9．2設計檔案的內容及要求

1．10光電系統設計與仿真軟體

第2章目標與環境輻射及其工程計算

2．1光輻射與度量

2．1．1光輻射及其紅外輻射

2．1．2光度量和輻射度量

2．2絕對黑體及其基本定律

2．2．1絕對黑體與非黑體

2．2．2普朗克定律

2．2．3斯忒藩玻耳茲曼定律

2．2．4維恩位移定律

2．2．5朗伯餘弦定律

2．3輻射源及特性形式分類

2．3．1輻射源分類

2．3．2輻射源特性形式

2．4點源、小面源、朗伯擴展源及成像系統像平面的輻照度

2．4．1點源、小面源、朗伯擴展源產生的輻照度

2．4．2成像系統像平面的照度

2．5非規則體的輻射通量計算及目標面積的取法

2．5．1非規則輻射體的輻射通量計算

2．5．2輻射計算中目標面積的取法

2．6目標與環境光學特性的分類及特點

2．6．1空間目標與深空背景

2．6．2空中目標與天空背景

2．6．3地面目標與地物背景

2．6．4海面目標與海洋背景

2．7環境與目標光輻射特性

2．7．1天體背景光輻射特性

2．7．2太陽光輻射特性

2．7．3天空背景光輻射特性

2．7．4海洋背景光輻射特性

2．7．5自然輻射源與目標輻射源

2．8目標輻射的簡化計算程式

第3章輻射大氣透過率的工程理論計算

3．1地球大氣的組成與結構及其輻射吸收作用

3．1．1地球大氣的組成

3．1．2大氣層結構

3．1．3大氣的輻射吸收作用

3．2大氣衰減與透過率

3．3大氣中輻射衰減的物理基礎

3．4大氣透過率數據表

3．5海平面上大氣氣體的分子吸收

3．6不同高度時的分子吸收修正問題

3．6．1吸收本領隨高度而改變所引起的修正

3．6．2分子密度隨高度而改變所引起的修正

3．6．3純吸收時的透過率計算方法

3．7大氣分子與微粒的散射

3．8與氣象條件有關的衰減

3．9平均透過率與積分透過率的計算方法

3．9．1平均透過率的計算方法

3．9．2積分透過率的計算方法

3．10計算示例

3．11幾種大氣輻射傳輸計算軟體套用比較分析

第4章光學系統及其設計

4．1光學儀器及其發展

4．1．1光學理論的發展

4．1．2新設計的發展

4．1．3新材料、新工藝、新器件的發展

4．1．4電子技術的發展

4．1．5光學儀器的類別

4．1．6光學儀器發展簡史及其發展趨勢

4．2光學設計及其發展

4．2．1光學設計概述

4．2．2光學設計的主要過程和基本步驟

4．2．3像差與光學設計過程

4．2．4光學系統設計要求

4．2．5光學設計的發展概況

4．3應掌握的光學設計基礎

4．4光線追跡及像差校正常用方法

4．4．1光線追跡概述

4．4．2光學系統的像差概述

4．4．3像差校正的常用方法

4．5光學設計的大致類型及各類鏡頭的設計差別

4．5．1光學設計的大致類型

4．5．2各種鏡頭的設計差別

4．5．3數位相機的鏡頭焦距與光學鏡頭

4．5．4新型光學系統類型及其設計差別

4．6可見光光學系統設計示例：用於可見光電視導引頭的攝像物鏡設計

4．6．1光學性能指標

4．6．2光學系統的結構

4．6．3設計結果

4．6．4結論

4．7非成像光學系統設計示例：太陽能採集用1000mm口徑菲涅耳透鏡設計

4．7．1菲涅耳透鏡結構

4．7．2主要技術指標要求

4．7．3設計計算過程

4．7．4設計結果分析與討論

4．8光機一體化設計示例：某型紅外成像光學系統工程設計

4．8．1使命任務

4．8．2設計特點

4．8．3設計思路

4．8．4設計依據

4．8．5主要功能與性能要求

4．8．6系統組成與接口

4．8．7工作原理

4．8．8光學系統的設計

4．8．9遮光罩的設計

4．8．10主體機械結構設計

4．8．11關重件特性分析

4．8．12可靠性與電磁兼容性設計

4．8．13標準化執行情況

4．8．14系統主要技術指標計算(系統設計計算)

4．8．15設計結果與分析

4．8．16設計輸出檔案

第5章紅外凝視成像系統及其工程技術設計

5．1熱成像技術特點

5．2紅外凝視成像技術的發展

5．3紅外凝視成像系統的工作原理

5．3．1紅外凝視成像系統的組成和工作原理

5．3．2紅外熱成像系統性能評價的常用指標

5．3．3凝視成像系統的優點

5．4IRFPA非均勻性產生的原因及其校正技術

5．4．1紅外焦平面非均勻性產生的原因

5．4．2紅外焦平面NUC方法

5．4．3四種算法的優點和缺點

5．4．4三種新算法

5．4．5非均勻性表示方法

5．5紅外凝視系統中的微掃描技術

5．5．1紅外成像過程

5．5．2微掃描

5．5．3非均勻微掃描

5．6熱像儀產品選例

5．7紅外感測器工程設計出發點及分析

5．8紅外工作波段的選取分析

5．8．1光譜輻出度

5．8．2光譜輻射對比度

5．8．3光譜輻射對比度極值波長

5．8．4兩個紅外波段的實際比較

5．9系統總體對紅外感測器提出的功能及性能指標要求

5．9．1主要功能

5．9．2紅外感測器的性能

5．10紅外感測器的工作原理與組成

5．10．1紅外感測器的工作原理

5．10．2紅外感測器的組成

5．11紅外探測器件及物鏡光學參數選取

5．11．1紅外探測器組件的選取

5．11．2物鏡光學系統的設計考慮及參數選取

5．11．3物鏡的溫度補償

第6章CCD和CMOS及其套用系統設計

6．1CCD的基本原理及其主要性能指標

6．1．1CCD器件的基本原理

6．1．2CCD感測器的主要性能指標

6．2CCD成像器件與真空攝像管的比較

6．3CMOS感測器的基本原理及其主要性能指標

6．3．1CMOS的基本原理

6．3．2CMOS感測器的主要性能指標

6．4CCD和CMOS感測器的比較及發展趨勢

6．4．1製造工藝的差異

6．4．2性能差異

6．4．3CCD與CMOS的發展趨勢

6．5CCD攝像機分類與例示

6．5．1CCD攝像機分類

6．5．2CCD攝像機例示

6．6CCD的工程技術套用

6．6．1CCD的七個主要套用領域

6．6．2尺寸測量

6．6．3工件表面質量檢測(粗糙度、傷痕、污垢)